RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados obtidos experimentalmente dos parâmetros cinéticos da biodegradação dos compostos BTX. Serão apresentados os resultados da caracterização do carvão ativado, bem como foram avaliados os modelos cinéticos não- estruturados de crescimento microbiano para a biodegradação de único e múltiplo substrato. Tais parâmetros foram obtidos em reatores em batelada no Laboratório de Transferência de Massa – LABMASSA, EQA/UFSC.

5.1 Resultados experimentais

O trabalho experimental desenvolvido teve como objetivo a determinação dos parâmetros cinéticos da biodegradação dos compostos BTX. Tais parâmetros foram obtidos em reatores em batelada com biomassa aderida em carvão ativado para monocomponente (B, T e X), bicomponente (BT, BX, TX, TB, XB e XT) e tricomponente (BTX), todos separados. Antes de se obter as cinéticas de biodegradação, a biomassa de cada reator foi adaptada separadamente. Inicialmente análises de DQO foram realizadas para se certificar de que os microrganismos estavam consumindo a sacarose (fonte de carbono); quando toda a sacarose foi substituída pelo composto, as análises passaram a ser realizadas no HPLC. Quando os microrganismos estavam adaptados aos compostos BTX, iniciaram-se as análises para obtenção das cinéticas de biodegradação.

O peróxido de oxigênio (H2O2) numa concentração de 30% em

massa foi adicionado ao meio, para garantir que o meio continha oxigênio suficiente para os microrganismos consumirem toda a matéria orgânica presente no biorreator. Esta quantidade foi escolhida após testes experimentais que mostraram que a concentração de oxigênio se mantinha em valor suficiente para garantir a degradação dos compostos. Massol-Deyá et al. (1995) e Shim e Yang (1999) estudaram a biodegradação de compostos voláteis com a adição de peróxido de hidrogênio como fonte de oxigênio.

Este tipo de oxigenação não convencional foi escolhido para evitar a volatilização e por conseqüência perda de BTEX para o ambiente, ao borbulhar ar no meio aquoso.

5.1.1 Caracterização morfológica

As imagens da superfície do carvão ativado foram obtidas através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), na ampliação de 30, 500 e 1000 vezes e são apresentadas na Figura 5.1.

(a) (b)

(a) (b)

(c) (d) (c) (d) (a)-Carvão ativado vegetal, micrografia com aumento de 30x.

(b)-Carvão ativado vegetal que contém o biofilme, micrografia com aumento de 30x. (c)-Carvão ativado vegetal que contém o biofilme, micrografia com aumento de 250x. (d)-Carvão ativado vegetal que contém o biofilme, micrografia com aumento de 1000x.

Figura 5. 1 - Micrografias do carvão ativado vegetal de casca de coco.

Ao analisar as imagens obtidas através de MEV, pode-se observar que o carvão apresenta boa característica morfológica para a imobilização dos microrganismos, devido a formação uniforme dos poros.

A Figura 5.1 (a) apresenta a micrografia do carvão ativado vegetal sem a adaptação dos compostos BTX, ou seja, in natura. Este carvão apenas passou pelo processo de lavagem para retirada das cinzas

e seco a temperatura ambiente.

As Figuras 5.1 (b), (c) e (d) apresentam o mesmo tipo de carvão, porém adaptado aos compostos BTX em um reator em batelada. Através da Figura 5.4 (c) podemos observar que no carvão existem poros que podem variar desde 47.9µm até 233µm.

Já na Figura 5.1 (d) pode-se observar através do aumento de 1000x, que existe uma região superficial com depósitos de sílica. Nesta micrografia pode-se concluir que a sílica é o resíduo predominante da produção de carvão, produto da natureza da casca de coco, podendo afetar principalmente os sítios ativos da superfície, ou seja, os macroporos e parte dos mesoporos.

Através das imagens obtidas pelo MEV, a Figura 5.2 apresenta a análise qualitativa a qual identificou elementos químicos presentes nas amostras de adsorventes analisadas anteriormente.

Figura 5.2 - Espectro da amostra de carvão ativado vegetal de casca de coco É possível perceber na amostra de carvão ativo retirado do reator do processo de biodegradação a presença de elementos como Carbono, Oxigênio, Sódio, Manganês e Potássio além da presença de alto valor de Sílica, conforme Figura 5.1 (d).

5.1.2 Teste de toxicidade aguda com Daphnia Magna

A portaria 17, criada em 24 de abril de 2002, pela FATMA (Fundação do Meio Ambiente) estabeleceu os limites do fator de

diluição (FD) de diferentes efluentes para a Daphnia magna. Para os efluentes petroquímicos, o fator de diluição deve ser 2 para que não seja evidenciado nenhum efeito tóxico (imobilidade), nos organismos expostos.

No Brasil, em relação às concentrações máximas de hidrocarbonetos aromáticos que a água potável podem conter, o CONAMA (Resolução n° 357 de 17 de março de 2005) estabelece os teores máximos de 0,005, 0,002, 0,090 e 0,300 mg/L, para o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, respectivamente.

Os resultados obtidos dos testes de toxicidade utilizando o microcrustáceo Daphia magna são apresentados na Tabela 5.1.

Tabela 5.1 – Resultados do teste de toxicidade aguda

Amostras CE (50)* pH FD** FD (Limite máximo Portaria 017/02) Benzeno <1,56% (Tóxica) 6,00 >64 2 o-Xileno 24,99% 6,59 32 2 Tolueno 2,06% 6,58 >64 2 Benzeno e Tolueno 20,39% 6,50 16 2 Tolueno e o-Xileno 70,71 6,38 2 2

Benzeno e o-Xileno Não tóxica 6,44 1 2

Benzeno, Tolueno

e o-Xileno 99,99% 7,01 2 2

CE (50)* Grau de toxicidade. FD** Fator de diluição sem efeito.

Os testes de toxicidade aguda com Daphnia magna não foram realizados com os compostos antes de seu tratamento, porque seriam necessárias muitas diluições para que os mesmos não apresentassem toxicidade ao microcrustáceo. Para se obter a ordem de grandeza do número de diluições necessárias, levou-se em consideração os valores máximos permitidos pela Resolução 357 de 17 de março de 2005 do CONAMA.

Os resultados apresentados n

limite máximo permitido (LMP), exceto o BX. O composto benzeno, tolueno, o-xileno e BT são os compostos mais tóxicos e o TX e BTX são os de menor toxicidade no efluente após seu tratamento.

Este mesmo

resultado pode ser observado em Mello (2007) onde foram

estudados apenas para os compostos mono componentes, o qual

todos ficaram acima da do limite permitido (LMP).

No entanto, o efluente contendo os compostos, após o tratamento, apesar de estar acima do LMP, apresentou baixa toxicidade aguda, se forem consideradas as diluições necessárias para enquadrá-lo nos limites impostos pela Resolução 357 de 17 de março de 2005 do CONAMA, mostrando que houve redução da toxicidade após o tratamento microbiológico.

Com estes resultados, pode-se concluir que o fator de